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Förderer

Budget Forschung und Innovation, Hochschule Kaiserslautern

Laufzeit

01.10.2022 - 30.09.2023

Nutzung des elektrochemischen Potentials zur Charakterisierung des Oberflächenschädigungsverhaltens zyklisch beanspruchter Werkstoffe

Im Rahmen des Forschungsprojektes soll ein Korrosionsmessplatz aufgebaut und in ein Ermüdungsprüfsystem integriert werden, so dass elektrochemische Untersuchungen durchgeführt werden können. Durch die Beaufschlagung der Werkstoffe mit verschiedenen korrosiven und nicht korrosiven Medien (bspw. destilliertes Wasser, Säuren, etc.) kann die Medium-Werkstoff Grenzflächenreaktion in Form des Korrosionspotentials und des -strom erfasst werden. In weiterführenden Untersuchungen sollen auch Impedanzmessungen als zusätzliche Informationsquelle für die Untersuchung der Vorgänge an der Grenzfläche durchgeführt werden. In der beantragten Projektphase soll zuerst der Aspekt nicht korrosiver Medien an austenitischen Stählen (X5CrNi1810) betrachtet werden.

Bei den Ermüdungsversuchen befindet sich die Messlänge der Probe in einer zu entwickelnden Korrosionszelle. Kommt es aufgrund der zyklischen Beanspruchung zu Intrusions- und Extrusionseffekten und darauf anschließend zur Mikrorissbildung an der Oberfläche, reißen die durch den Medienkontakt entstandenen Oxidschichten auf und es kommt zu einem Ansteigen des Korrosionsstroms und zu einem Absinken des Korrosionspotentials. Stabilisiert sich die Rissbildung, dann kommt es zur Re-Passivierung, wodurch der Korrosionsstrom abfällt und das Korrosionspotential wiederum auf einen stabilen Wert ansteigt. Da die Oberflächenschädigung ein über die Ermüdungslebensdauer kontinuierlich fortschreitender Prozess ist, kann die Degradation der Oberfläche mit dem elektrochemischen Potential verfolgt und zuverlässig charakterisiert werden. Durch den Vergleich der Strom-Potential- und der Impedanzmessungen mit additiven Messverfahren auf Basis des elektrischen Widerstandes, der Temperatur oder der Magnetik, können unterschiedliche Schädigungsmechanismen voneinander separiert werden, wodurch sich aus wissenschaftlicher und Anwendungssicht ein deutlicher Erkenntnisgewinn ergibt.

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